基于氮质量平衡模型的罗德岛纳拉甘西特湾生产力区可视化

本研究旨在估算河流输入氮对美国罗得岛州纳拉甘西特湾沿海区域的影响范围及其对初级生产力的作用，以实现更有效的养分管理。由于人为排放的营养物质导致初级生产力增加和缺氧现象加剧，了解进入海湾的氮输入量对于应对富营养化和缺氧等沿海环境问题至关重要。然而，准确估算沿海区域营养物质输入的程度仍然具有挑战性。

本研究通过氮质量平衡模型识别出三个不同的初级生产力区域，以可视化河流输入对海湾氮素影响的范围。本研究还将结果转化为三维图示，以更直观地展示并优化海湾的养分管理。如论文所述，这三个理论区域会随着时间而变化，具体取决于淡水中的营养盐浓度、混合速率以及河流流量。

因此，未来的工作需要对这些因素进行量化，以更好地解释这些区域的灵活性。首先，从美国环境保护署下载DIN数据后，使用Adobe Illustrator根据先前研究的修改方法，沿纳拉甘西特湾的走向将其划分为15个区域。利用给定的公式，计算每个区域DIN的平均浓度。

基于氮质量平衡模型，利用Redfield比率将净溶解无机氮（DIN）去除量转换为碳单位，计算潜在初级生产力（PPP）速率。将每个箱体的PPP速率数据保存为txt文件。然后打开Ocean Data View软件，通过点击文件菜单并选择打开，加载PPP速率数据。

在“元数据变量关联”窗口中，勾选关联变量框，将纬度、经度分别与站点、北纬度数和东经度数相关联。从“导入”窗口中，单击“确定”按钮。接下来，右键单击地图，然后单击“缩放”。

然后拖动红色框以放大地图的数据区域，然后点击 Enter 键。从“视图”菜单中，点击布局模板中的“散点窗口”。接着在样本面板中右键单击，选择“衍生变量”。

在“选择列表”面板中，于“元数据”下选择“纬度”，然后点击“添加”按钮。对经度重复相同步骤，然后点击“确定”。接下来，右键单击散点图窗口，将X变量设置为DRVD经度（东经度）。类似地，将Y变量设置为DRVD纬度（北纬度），Z变量设置为PPP（单位为克碳每平方米每天）。

右键单击散点图窗口，选择属性，进入显示样式选项。选择网格化字段，然后转到等高线选项，点击左侧的移位按钮，使左侧已定义的窗格中仅保留 0、0.1 和 2 这三个数值。最后，点击确定按钮。

根据软件生成的等高线图，界定纳拉甘西特湾中棕色、绿色和蓝色区域的边界。然后使用 Adobe Illustrator 在地图上可视化这些区域。氮质量平衡模型在夏季识别出纳拉甘西特湾内的三个理论区域。

棕色区域的PPP速率大于每天每平方米2克碳，表明存在强烈的物理和生物过程，且浊度高、光照受限。绿色区域的PPP速率介于每天每平方米0.1至2克碳之间，显示在高初级生产力条件下存在营养盐限制。蓝色区域的PPP速率小于每天每平方米0.1至2克碳，代表生物生产力较低。

使用亚克力板和LED灯构建了物理框架，以显示各区域边界重叠情况及沉积物浊度水平。